人教版高中物理选修3-1《库仑定律》.ppt

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1、万州二中万州二中 FiveFox库仑定律万州二中万州二中 FiveFox同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？1、可能跟电荷电量有关、可能跟电荷电量有关2、可能与两个电荷间的距离有关、可能与两个电荷间的距离有关万州二中万州二中 FiveFox探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素实验表明：实验表明：电荷之间的作用力电荷之间的作用力（1）随电荷量的增大而增大）随电荷量的增大而增大（2）随距离的增大而减少）

2、随距离的增大而减少 电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.万州二中万州二中 FiveFox1.F1.F与与r r有关有关 库仑的实验库仑的实验研究方法研究方法：控制变量法控制变量法结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离的距离r r，从实验结果中库仑得出静电力，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即与距离的平方成反比，即 F1/r F1/r2 22.F2.F与与q q有关有关 结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量，从实验结果中

3、库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即电量的乘积成正比，即 F q F q1 1q q2 2研究仪器研究仪器：库仑扭秤库仑扭秤万州二中万州二中 FiveFox库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。的方向在它们的连线上。大小：K K为静电力常量：为静电力常量：K=9.010K=9.0109 9NmNm2 2/C/C2 2方向方向:在两点电荷的连线上在两点电荷的连线上,同种电荷相斥同种电荷相斥,异种电

4、荷相吸异种电荷相吸.计算大小时只将电荷量的绝对值代入计算大小时只将电荷量的绝对值代入.万州二中万州二中 FiveFox库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。的方向在它们的连线上。适用范围：适用范围：1.1.真空中；真空中；2.2.点电荷点电荷.在空气中的结果与真空中相差很小，在空气中的结果与真空中相差很小，因此在空气中也可使用真空中的公式因此在空气中也可使用真空中的公式万州二中万州二中 Five

5、Fox点电荷点电荷 1 1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离带电体本体本身的线度远小于它们之间的距离带电体本身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。2 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理理想化的模型想化的模型。3 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带、点电荷本身的线度不

6、一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点质点”类似。类似。万州二中万州二中 FiveFox库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。的方向在它们的连线上。适用范围：适用范围：1.1.真空中；真空中；2.2.点电荷点电荷.3.3.静止静止两个两个静止的静止的电荷电荷一个电荷一个电荷静止静止,另一个电荷运动的情况另一个电荷运动的情况例如例

7、如:原子核外电子绕核运动时原子核外电子绕核运动时,核对电子的力同样遵循库仑定律核对电子的力同样遵循库仑定律万州二中万州二中 FiveFox课堂训练课堂训练 1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、关于点电荷的下列说法中正确的是：A.A.真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的 B.B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C.C.足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计的问题的影响是否可以忽略不计

8、 万州二中万州二中 FiveFox课堂训练课堂训练2 2、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：()()A.A.点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷B.B.点电荷就是体积和带电量都很小点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体的带电体C.C.根据根据 可知，当可知，当r 0r 0时，时，F F D.D.静电力常量的数值是由实验得到静电力常量的数值是由实验得到的的D万州二中万州二中 FiveFox课堂训练课堂训练3 3、三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不不带电，而带电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定带等量异种电荷，相隔一定距离

9、放置，距离放置，a a、b b之间的静电力为之间的静电力为F F。现将。现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间的之间的静电力将变为（静电力将变为（）。）。A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C万州二中万州二中 FiveFox课堂训练课堂训练4 4、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相距的金属球，球心相距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.5101.5105 5 C C的正的正电时，相互作用力为电时，相互作用力为F F1 1 ，当它们分别带，当它们分别带+1.510+

10、1.5105 5 C C和和1.5101.5105 5 C C的电量时，的电量时，相互作用力为相互作用力为F F2 2,则（则（）A AF F1 1=F=F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 B万州二中万州二中 FiveFox库仑力库仑力(静电力静电力)与与万有引力万有引力(1)两种力都与距离的二次方成反比(2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比.(3)两种力的方向都在两物体的连线上.(1)描述了两种作用.(性质不同)(2)力的大小与相关的物理量不全相同;(3)静电力可以是引力,也可以是斥力,(4)常量不相同相同点相同点不

11、同点不同点库仑力是电荷量,万有引力是质量库仑力是由于物体带电引起的作用,万有引力是由于物体具有质量引起的作用.万有引力只能是引力.万州二中万州二中 FiveFox万州二中万州二中 FiveFox 对于一般的带电体对于一般的带电体,静电力也比万静电力也比万有引力大得多有引力大得多,因此研究两个带电体间因此研究两个带电体间的相互作用时也忽略万有引力的相互作用时也忽略万有引力.一般带电体受到的重力是它和巨大一般带电体受到的重力是它和巨大地球之间的万有引力地球之间的万有引力,通常都比较大通常都比较大,所所以就不能忽略以就不能忽略.而基本粒子像电子、质子、原子核而基本粒子像电子、质子、原子核等等,因为其

12、本身质量非常小因为其本身质量非常小,即使与地球即使与地球之间的万有引力也很小之间的万有引力也很小,所以基本粒子受所以基本粒子受到重力往往也很小到重力往往也很小,所以基本粒子所受的所以基本粒子所受的重力往往可忽略不计重力往往可忽略不计.万州二中万州二中 FiveFox 当多个带电体同时存在时当多个带电体同时存在时,每每一带电体间的库仑力仍遵守库仑定一带电体间的库仑力仍遵守库仑定律律.某一带电体同时受到多个库仑某一带电体同时受到多个库仑力作用时力作用时,可利用力的平行四边形可利用力的平行四边形定则求出合力定则求出合力.万州二中万州二中 FiveFoxF1abc+-F2F3F4+如图所示,三个完全相

13、同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 B万州二中万州二中 FiveFox例题2:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2 X 10-6C,求它们所受的库仑力.F1F2F3q1q2q3+万州二中万州二中 FiveFoxq1+-q2三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律例：a、b两个点电荷，相距40cm，电荷量分别为q1和q2，且q1=9q2，都是正电荷；现引入点电荷c，这时a

14、、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态，试问：点电荷c的性质是什么？电荷量多大？它放在什么地方？两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大万州二中万州二中 FiveFoxq1q3三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律 如图所示，三个点电荷q1、q2、q3，固定在一直线上，q2与q3距离为q1与q2距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合均为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1：q2：q3为（）A.-9:4:(-36)B.9:4:36 C.-3:2:(-6)D.3:2:6两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大q2万州二中万州二中 FiveFox库仑定律与力学综合例：

15、真空中例：真空中A A、B B两个点电荷相距两个点电荷相距L L，质量分别，质量分别为为m m和和2m2m，它们由静止开始运动（不计重力及，它们由静止开始运动（不计重力及其它作用力），开始时其它作用力），开始时A A的加速度大小为的加速度大小为a a，经，经过一段时间过一段时间B B的加速度大小也为的加速度大小也为a a，那么此时，那么此时A A、B B两点电荷间的距离为两点电荷间的距离为？万州二中万州二中 FiveFox设星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1000km的地方，又若将同增的电子粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘（）A.向星球下落B.仍在原处悬浮C.推向太空D.无法判断万州二中万州二中 FiveFox用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B,放置在电荷量为+Q的小球A附近.如图所示,A、B两球在同一水平面上相距S,丝线与竖直方向夹角=37o,A、B两带电球可看成点电荷。试求(1)丝线拉力(2)A、B两球之间的静电力(3)B球所带电荷的性质(4)B球的电荷量的大小+AB 万州二中万州二中 FiveFox一根置于水平面上光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全一样的弹性金属球A、B，带电荷量分别为9Q和-Q，从图所示的位置由静止开始释放，问两球再经过图中位置时，两球的加速度是释放时的几倍？BA